PERCEMENT DES TUNNELS

Les galeries à grande section dites tunnels ont gcnéralement pour but d'ouvrir un passage aux canaux ou aux chemins de fer. L'établissement de ces galeries ne fait donc pas rigoureusement partie de l'art des mines ; mais les procédés employés pour les percer se lient si intimement aux procédés employés pour les galeries de mines, que l'art de les conduire est un complément naturel de ce qui vient d'être exposé.

La seule condition qui distingue les tunnels des galeries ordinaires est leur dimension ; ils doivent avoir en général 6, 7 et 8 mètres de hauteur sur une largeur analogue. Ces conditions de dimensions suffisent pour nécessiter, dans la conduite du percement, des moyens tout à fait spéciaux ; d'abord parce que l'homme ne peut guère atteindre, avec ses outils, une hauteur de plus de 2 mètres; en second lieu parce que les bois de soutènement ne peuvent avoir ces dimensions de 6 à 8 mètres de longueur sans .fléchir sous la charge. Il faut donc adopter une méthode de travail qui soit conciliable avec ces deux conditions.

On ne rencontrera aucune difficulté pour le percement d'un tunnel à grande section dans un terrain consistant, ou du moins assez solide pour être d'abord excavé sur d'aussi grandes dimensions, puis ensuite muraille : dans ce cas, on adoptera pour le fond de l'excavation une disposition en trois ou quatre gradins, qui permettra aux mineurs d'attaquer à la fois toute la section ; les maçons suivront à une certaine distance le chantier d'abalage et construiront les pieds-droits et la voûte partout où cela sera nécessaire.

Mais, dans la plupart des cas, les roches ne présentent pas assez de consistance pour être excavées sur de si grandes surfaces et pour attendre sans s'écrouler le revêtement de maçonnerie qui doit les soutenir et les préserver de Taction de l'air. Deux méthodes se présentent alors à l'ingénieur :

1° Diviser le percement en plaçant plusieurs galeries sur la section du tunnel, et construisant à l'aide de ces galeries le muraillement par portions isolées, que l'on raccorde ensuite en attaquant le reste de la section.

2° Attaquer à la fois loutfe la section du tunnel, en s'aidant d'un boisage mobile qui se construit dans l'intérieur de l'excavation à mesure qu'elle progresse, et qui soutient le plafond et les parois jusqu'à ce que Tavancement permette de construire la maçonnerie.

Pour l'organisation et la conduite de ces percements, on ne peut poser de règles absolues ; mais, comme toutes les méthodes dérivent du même principe et ne diffèrent que par les détails, quelques exemples sufliront pour fixer les idées sur ces deux procédés.

Méthode par section divisée. — Nous commencerons par le système de section divisée^ et nous prendrons pour premier exemple le souterrain percé au point de partage du canal de Bourgogne.

Ce tunnel a 5 mètres de hauteur sous clef sur une largeur de 4 mètres ; les murs ont 1 mètre d'épaisseur dans certaines parlies, de telle sorte que le percement dut avoir plus de 6 mètres dans chaque sens. La voûte est en plein cintre.

PtRCElItNT DEb rUNNELV 185

Deux galeries furent ouvertes a 1 emplacement des piedsdroits, avec une largeur luflisante pour embrasser leur épaisseur et laisser un passa^i^e a cAte pour amener les matériaux et construire Ces galeries furent boisées, et Ion démonta le boisage a mesure que le revêtement en maçonnerie venait soutenir les parois Pendant 1 exécution de ce travail, on perçait également une ga lerie sous la clef de la \oute, on la boisait et on V établissait des rails pour lacditer les déblais qui devaient se faire ultérieurement (fig 76)

Les pieds-droits ayant été construits jusqu'en haut

de chaque galerie latérale, fig, ^e.ou'<!mrt d,, ,r<,;g<.Mt..CmirucWn vers la naissance de la ^» pkàt-Oniu.

voûte, et la galerie supérieure percée, on ouvrit de distance en distance des chambres de déblai; ces chambres, de 6 ;'i 10 mètres de longueur, étaient isolées par des massifs pleins, de sorte que la solidité générale ne fut pas altérée. A mesure que l'on déblayait, on posait d'ailh'urs, pour soutenir les terrains découverts, un boisage en éventail (fig. 77); ces boisages, espacés d'environ 1 mètres, soutenaient des longrines et des plateaux appliqués contre le sol, suivant toute In longueur de la cham bre.

Le terrain ainsi déblayé, on monta un cintre entre chaque

1N0 EXECllTIOK DES TRAVAUX DES MINES,

boisage en éventail, et l'on passa ensuite les voussoirs sur les cintres, en ayant soin Je ilccaler successivement chacun des 1^ poussards du boisage en I cTentail , en les remplaçant I par des poussards pluscourts, I calés surlesTOU3soîrs(fig.78).

Ce nouveau boisage ayant I été substitue au premier, on I construisit la voûte sur les I voussoirs, et l'on arriva à la i fermer en décalant et sup- I primant progressivement tout ' le boisage provisoire.

Les premières chambres une fois muraillées, on attaqua les massifs pleins qui les séparaient, en opérant dans ces secondes chambres de la même manière que dans les premières. Le tunnel se trouva dès lors complètement muraille, et il ne resta plus pour le terminer qu'à enlever le siross intérieur.

Ces opérations successives sont lentes, et le percement d'un tunnel de quelques centaines de mètres de longueur serait une opération fort longue, si on se bornait à l'attaquer par ses deux extrémités. H faut nécessairement foncer des puits sur la ligne du tunnel projeté , les pousser à la profondeur convenable, et créer au moyen de ces puits des atehers supplémentaires. Chaque puits permet d'établir deux ateliers dont le service se fait par une machine d'extraction placée à son orifice.

On fixe la position des puits à l'aide d'un théodolite placé sur un observatoire assez élevé pour permettre de déterminer sur le terrain la trace du plan vertical passant par l'axe du tunnel. Ce (racé une fois bien établi, on marque la position que l'on veut donner aux puils, et l'on fonce ces puits bien verticalement. Lorsqu'ils sont à la profondeur convenable , des (ils à plomb, fixés au jour et descendant jusqu'au fond, permettent d'y tracer les deux axes perpendiculaires qui déterminent l'axe souter-

PEUCEMENT DES TUIS.NEJS 187

rain du tunnel. Cette détermination obtenue , les galeries sont tracées et percées. Leur direction est sans cesse contrôlée pendant le cours du travail ; de telle sorte que tous les ateliers marchent bien exactement Tun vers l'autre, et qu'ils se rapportent à l'axe du tunnel.

11 est en effet très-important que le tunnel, ainsi composé de tronçons dont le percement se fait isolément, présente cependant la même régularité de lignes que s'il eût été exécuté par un seul atelier. Aussi, pour ne pas s'exposer à des erreurs, le muraillement n'estil généralement commencé qu'après que tous les ateliers ont été mis en communication par la galerie placée près de la clef de voûte. Cette galerie est toujours poussée plus activement que les autres.

Dans beaucoup de cas on procède en construisant la voûte avant les pieds-droits, méthode qui a l'avantage d'exécuter la partie la plus difficile avant que la solidité du terrain ait pu être altérée par les percements inférieurs. Quelques détails sur la marche suivie pour le percement de Blaisy sur le chemin de fer de Lyon fixeront les idées sur les phases successives de ce travail.

Le tunnel de Blaisy, situé au nord de Dijon, a une longueur de 4 100 mètres ; il a été percé à l'aide de 22 puits, dont les ateliers joints aux deux ateliers extrêmes ont constitué 46 atehers. Le plus profond de ces puits a 197 mètres de profondeur ; 8 puits seulement ont moins de 100 mètres, et la profondeur additionnée des 22 puits est de 2 458 mètres.

Ces puits n'ont pas été foncés , ainsi que cela se fait très-souvent, sur l'axe même du tunnel; on les a placés à côté et en dehors des pieds-droits.

Le tunnel a 8 mètres de hauteur (7'",50 au-dessus des rails)^ 8 mètres de largeur dans œuvre ; sa forme est une voûte à plein cintre posée sur deux pieds-droits verticaux.

Les matériaux employés furent : pour la pierre de taille et les moellons, le calcaire à entroques et le calcaire à gryphées des carrières voisines ; pour les mortiers, le sable de la Saône et la

chaux hydraulique fabriquée sur place par la cuisson des cal

canes siliceux à belemniles et a possidonies, pour les chapes,

le ciment de Pouillj it un cimenL analogUL à celui de Vas briqué sur les lieux.

l h Sf C " 0 de laioût

I percement fut attaque par une galerie i grande section de

l'ERCEMENT DES TUSHELS. 189

4 mètres environ de hauteur sur 5"' ,50 de largeur, placée à la clef de ta voùle. Cette galerie fut avancée par gradins , solidement boisée et pourvue de deux voies de fer pour la circulation des matériaux. La galerie une fois percée, on procéda aux élargissements latéraux , en soutenant par un boisage en éventail toutes les parties qui en avaient besoin. Les ligures 79 et SO représentent les deux périodes de cet élargissement dans les conditions de Kolidité moyenne du terrain avant et après la pose des cintres pour la construction de la voâte.

La figure 81 représente la disposition du boisage, en bois

Fig. il.C«iulrHCtlanie

du ioiaase ta itenlaU tlaiu Iti lenaiu iiatlnx.

équarrts, et celle de la construction de la voûte dans les terrains xans consistance.

Ce travail d'élargissement fut exécuté, comme d'habitude, par chambres, isolées les unes des autres par des massifs qui ne furent eux-mêmes attaqués qu'après la construction de la voùle dans les premières chambres.

L'achèvement du tunnel fut effectué par deux opérations distinctes : r l'enlèvement du stross, en laissant la voûte souttt-

nue par le terrain lui-même formant deux pieds-droits naturels ; 2" l'enlèvement de ces pieds-drbîts naturels et la construction (les picds-droils mai;oimés.

L'enlèvement du siross se fit en deux gradins, ainsi que l'iodique la ligure 82 ; inutile d'ajouter que, partout oî> le terrain ne paraissait pas assez liolide pour soutenir la maçonnerie superposée, on le consolidait par des bois.

F g S4 EtlèemeiU i ■

Quand ce travail fut termme on attaqua les souterrams qui soutenaient la voûte pardes tranchées verticales ddns lesquelles un construisait immédiatement un pdie oi poition du mur pied droit on attaqua ainsi progre^ivemeiiL le terrain par Iran chces successives auxquelles on substituait immédiatement le muraillement et I ouvrage fut complète

Le tunnel de Blaisy fut termme en trois ans et quatre mois. On évalue à lôOÛOU mètres cubes la masse des matériaux employés à la construction. Le nombre des ouvriers a varié de 800 à 2500, et la dépense totale s'est élevée à 7 790000 fr.,